Speichertechnik: Der Datenspeicher für 1 Million Jahre

Wissenschaftler der Universität Twente, der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg und des KIST Europe (Korean Institute Of Science and Technologie Technology) in Saarbrücken haben einen Weg gefunden, Daten theoretisch über einen Zeitraum von einer Million Jahre speichern zu können. Als Speichermaterial dient dabei eine Platte aus dem Metall Wolfram, die mit einer dünnen Schicht aus Siliziumnitrid überzogen wird. Die zu speichernden Daten werden in die Platte geätzt und können später beispielsweise mit elektromagnetischen Wellen wieder ausgelesen werden.

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Die vom Forscherteam rund um Jeroen de Vries entworfene Speicherplatte aus mit Siliziumnitrid überzogenem Wolfram (Bild: Jeroen de Vries et al.)

"Museen sind gefüllt mit Kunst, und die meiste Musik und die meisten Filme sind heutzutage im Internet abrufbar. Aber für wie lange?", fragen die Forscher in ihrem Thesenpapier. "Um sicherzustellen, dass das Wissen über das menschliche Leben auch für künftige Generationen oder sogar künftige Lebensformen verfügbar ist, benötigen wir eine Form der langfristigen Speichermöglichkeit."

Langzeittest mit Temperatursimulation

Die Wissenschaftler um Jeroen de Vries haben anhand der Arrhenius-Gleichung die benötigte Energiebarriere berechnet, die notwendig ist, um Daten eine Million Jahre lang vor dem Verfall zu bewahren. Da ein Langzeittest über diesen Zeitraum natürlich nicht möglich ist, hat das Forscherteam über weitere Berechnungen ein Temperaturtestmodell entwickelt.

Laut den Wissenschaftlern muss die Wolfram-Platte entweder einen Tag lang eine Temperatur von 461 Kelvin (188 Grad Celsius), eine Woche eine Temperatur von 411 Kelvin (138 Grad Celsius) oder ein Jahr lang eine Temperatur von 380 Kelvin (107 Grad Celsius) aushalten können. Dies entspricht theoretisch einer Haltbarkeit unter normalen Umständen von einer Million Jahren.

QR-Code bleibt unbeschädigt

Da die Materialien des Speichermediums sehr widerstandsfähig gegen äußere Einflüsse sind, sollen die errechneten Temperaturen keine Gefahr für die Platte sein. Zu Testzwecken haben die Forscher eine Wolfram-Platte mit einem QR-Code bedruckt, der aus zahlreichen kleinen QR-Codes besteht, und diese den Temperaturtests ausgesetzt. Nach einer Stunde im Ofen bei 473 Kelvin (200 Grad Celsius) ist unter dem Elektronenmikroskop keine nennenswerte Veränderung der Struktur zu erkennen. Auch bei höheren Temperaturen bis 848 Kelvin (575 Grad Celsius) hat die Testplatte keinen Schaden genommen.

Ab einer Temperatur von 923 Kelvin (650 Grad Celsius) über einen Zeitraum von vier Stunden kommt es zu ersten Beschädigungen durch das mit Sauerstoff reagierende Wolfram. Bei 1.373 Kelvin (1.100 Grad Celsius) wird die Platte irreparabel zerstört. Dies entspricht der Temperatur eines Hotspots bei Hausbränden.

Kein vollständiger Schutz vor Hausbränden und anderen Umwelteinflüssen

Dementsprechend schränkt das Team seine Erkenntnisse auch ein: Die Wolfram-Siliziumnitrid-Platte kann zwar auch längerfristig recht hohe Temperaturen relativ schadlos überstehen, ein Hausbrand würde sie in den häufigsten Fällen jedoch zerstören. Auch sei die Platte ohne eine passende Hülle nicht vor Vandalismus oder langwieriger Korrosion geschützt. Auch bestimmte Säuren könnten die Siliziumnitridschicht zerstören.